[發(fā)明專(zhuān)利]一種液壓式五自由度機(jī)床上下料機(jī)械手

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410574397.5
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104385040A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏春雨;張珂;肖陽(yáng);張麗秀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q7/04
• 分類(lèi)號(hào): B23Q7/04;B25J9/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 楊乃力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)床上下料自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液壓式五自由度機(jī)床上下料機(jī)械手。

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背景技術(shù)

機(jī)床上下料機(jī)械手是將待加工工件送裝到機(jī)床上的加工位置和將已加工工件從加工位置取下的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)械裝置。

大部分機(jī)床上下料機(jī)械手的下料機(jī)構(gòu)比較粗糙，或上料機(jī)構(gòu)兼具下料的功能，所以大部分上下料機(jī)械手基本上就是上料機(jī)械手。機(jī)床上下料裝置是自動(dòng)機(jī)床的一個(gè)組成部分，用于效率高、機(jī)動(dòng)時(shí)間短、工件裝卸頻繁的半自動(dòng)機(jī)床，能顯著地提高生產(chǎn)率和減輕體力勞動(dòng)。機(jī)床上下料機(jī)械手也是組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)必不可少的輔助裝置。

采用機(jī)床上下料機(jī)械手，具有如下幾個(gè)方面的突出優(yōu)勢(shì)：第一，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約人力資源。有的料，尤其是比較重的料，往往需要幾個(gè)工人才能完成，這時(shí)采用機(jī)床上下料裝置，可以輕松解決問(wèn)題；第二，可實(shí)現(xiàn)程序化操作。機(jī)床上下料裝置是可以進(jìn)行編程控制的，只要通過(guò)程序控制執(zhí)行元件，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作控制，并且速度可調(diào)；第三，可減少人為損耗。如果是人工操作的話(huà)，很難保證不出意外，造成工人傷亡或者機(jī)器損壞，亦或是工件受損，采用機(jī)床上下料裝置，這些意外情況都可以避免；第四，可大幅提高效率。顯而易見(jiàn)，機(jī)床上下料裝置可顯著減少空余時(shí)間，不間斷的操作，對(duì)于加工任務(wù)在時(shí)間緊任務(wù)多的情況下，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

國(guó)外由于資金比較充足，所以機(jī)床上下料機(jī)械手基本都采用獨(dú)立的工業(yè)機(jī)器人，有四自由度、五自由度和六自由度的，其中六自由度工業(yè)機(jī)器人用于上下料的操作最為普遍。機(jī)器人具有六個(gè)自由度，安裝在機(jī)床的外邊，與機(jī)床有一定的距離，兩者是分離式，通過(guò)控制機(jī)器人的六個(gè)關(guān)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)毛坯和成品零件的抓取、搬運(yùn)和放置。而且，這其中并不包括末端執(zhí)行器的夾緊和釋放的自由度。末端執(zhí)行器一般采用成熟的抓手產(chǎn)品，如德國(guó)熊克公司生產(chǎn)的抓手等。國(guó)內(nèi)的機(jī)床上下料機(jī)械手也與國(guó)外有相似之處，大部分企業(yè)都采用昂貴的工業(yè)機(jī)器人，末端執(zhí)行器采用成熟的氣動(dòng)抓手，需要?dú)庠醇皻鈩?dòng)元器件組成氣動(dòng)系統(tǒng)；還有一部分企業(yè)根據(jù)具體的機(jī)床、具體的坯料自行設(shè)計(jì)機(jī)械手，來(lái)實(shí)現(xiàn)上下料的功能，但是末端夾緊機(jī)構(gòu)仍然采購(gòu)成品，造成氣源和氣動(dòng)系統(tǒng)以及電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并用的局面。

因此，目前機(jī)床上下料機(jī)械手價(jià)格昂貴、缺乏與機(jī)床的一體化設(shè)計(jì)。鑒于此，本發(fā)明提供了一種液壓式五自由度機(jī)床上下料機(jī)械手，其龍門(mén)框架便于與機(jī)床實(shí)現(xiàn)一體化銜接，包括末端執(zhí)行元件的夾緊與釋放自由度在內(nèi)總計(jì)僅有五個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)了較大范圍的空間運(yùn)動(dòng)，且單一采用液壓傳動(dòng)，避免了電動(dòng)與氣動(dòng)的混合使用。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍的空間運(yùn)動(dòng)且自由度最少的液壓式機(jī)床上下料機(jī)械手。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種液壓式五自由度機(jī)床上下料機(jī)械手，包括龍門(mén)框架、液壓泵站、一軸液壓馬達(dá)、一軸馬達(dá)連接板、回轉(zhuǎn)底座連接板、回轉(zhuǎn)底座、大臂、二軸液壓馬達(dá)、小臂、三軸液壓馬達(dá)、電磁抓手、四軸液壓馬達(dá)、電磁抓手主電源、電磁抓手備用電源；

所述液壓泵站設(shè)置于龍門(mén)框架的上方；

所述一軸馬達(dá)連接板固結(jié)于龍門(mén)框架上，回轉(zhuǎn)底座連接板也固結(jié)于龍門(mén)框架上，二者中心孔軸線(xiàn)豎直重合；

所述一軸液壓馬達(dá)螺栓連接于一軸馬達(dá)連接板上，輸出軸朝下，并與回轉(zhuǎn)底座用花鍵連接，回轉(zhuǎn)底座通過(guò)軸承與回轉(zhuǎn)底座連接板連接，其僅存在相對(duì)回轉(zhuǎn)自由度；

所述回轉(zhuǎn)底座水平孔與大臂一端通過(guò)軸承鏈接，二軸液壓馬達(dá)固結(jié)在大臂的這一端上，輸出軸通過(guò)花鍵與回轉(zhuǎn)底座連接；

所述大臂另一端與小臂一端鏈接，三軸液壓馬達(dá)也固結(jié)于大臂的這一端上，其輸出軸通過(guò)花鍵與小臂的這一端連接；

所述小臂的另一端與電磁抓手鏈接，四軸液壓馬達(dá)也固結(jié)于小臂的這一端上，其輸出軸通過(guò)花鍵與電磁抓手連接；

所述電磁抓手主電源和電磁抓手備用電源固定放置于龍門(mén)框架上，位于液壓泵站的兩側(cè)。

所述一軸液壓馬達(dá)、二軸液壓馬達(dá)、三軸液壓馬達(dá)、四軸液壓馬達(dá)與電磁抓手共同完成機(jī)械手的空間大范圍運(yùn)動(dòng)及抓取操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、僅采用四支液壓馬達(dá)和一個(gè)電磁抓手作為驅(qū)動(dòng)元件和執(zhí)行元件，整個(gè)機(jī)械手總計(jì)五個(gè)自由度即可實(shí)現(xiàn)在較大范圍的空間運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)機(jī)床的上下料操作；

2、避免了對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的需求，氣源及相關(guān)氣動(dòng)元器件等均不再需要，排出了電動(dòng)與氣動(dòng)的混合使用和控制。

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附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的液壓式五自由度機(jī)床上下料機(jī)械手的三維結(jié)構(gòu)示意圖。